Nog niet zo lang geleden echter deed haar echte liefde, Josh 'Lazie' Rusnik (een logopedist en tevens verslavingsdeskundige), haar een huwelijksaanzoek. Hij deed het voor Kaley verrassende huwelijksaanzoek tijdens een romantisch avondje samen thuis op de bank. De 25-jarige Kaley en Josh worden ondertussen overladen met gelukwensen, maar het stel heeft nog geen trouwdatum geprikt. Toch bedanken ze hun vrienden en fans via Twitter: 'Bedankt voor alle lieve wensen! Het is zo lief, dit betekent echt veel voor ons!' Kaley was eerder samen met 'Big Bang Theory'-tegenspeler Johnny Galecki (die relatie werd twee jaar geleden beeindigd) en met muzikant Chris French van de band Annie Automatic. Hij had haar verzorgd, nadat ze met paardrijden een been had gebroken. Ze namen samen zelfs een lied op voor de Humane Society of the United States. Deze relatie strandde echter een paar maanden geleden.
Kaley speelde Penny in de Emmy en Golden Globe winnende serie sinds 2007.